超聲波檢測總復(fù)習(xí)實用教案

1、1 機(jī)械振動在彈性介質(zhì)中的傳播過程稱機(jī)械波。超聲波是機(jī)械波。 電磁振蕩在空間的傳播過程稱電磁波。X射線屬于電磁波。 (392)、產(chǎn)生機(jī)械波的條件： 要有機(jī)械振動的波源； 要有傳播機(jī)械振動的彈性介質(zhì)。 、波動是振動形式和振動能量的傳播過程，波動過程中介質(zhì)質(zhì)點不發(fā)生(fshng)遷移，而是由各質(zhì)點的位移連續(xù)變化來實現(xiàn)的。 、波長、頻率和波速 =C/f 波長與頻率成反比，與波速成正比。第1頁/共121頁第一頁，共122頁。2、聲波、次聲波和超聲波、聲波、次聲波和超聲波 次聲波：頻率次聲波：頻率(pnl)(pnl)20Hz20Hz的機(jī)械波；的機(jī)械波； 聲波：頻率聲波：頻率(pnl)=20(pnl)=2

2、020000Hz20000Hz的機(jī)的機(jī)械波；械波； 超聲波：頻率超聲波：頻率(pnl)(pnl)20000Hz20000Hz的機(jī)的機(jī)械波械波. .波長計算：波長計算： (449) (449)例題：已知鋼中的縱波聲速為例題：已知鋼中的縱波聲速為5900m/s5900m/s，橫波聲速為，橫波聲速為3230 m/s3230 m/s。試求。試求2.5MHz2.5MHz的的聲波在鋼中的縱波和橫波波長。聲波在鋼中的縱波和橫波波長。 解：解：第2頁/共121頁第二頁，共122頁。33 3、波的類型和特性、波的類型和特性 、按質(zhì)點振動方向分類、按質(zhì)點振動方向分類 縱波（壓縮波）縱波（壓縮波）LL質(zhì)點振動方向與

3、波質(zhì)點振動方向與波傳播方向相同。傳播方向相同。 介質(zhì)質(zhì)點承受交變拉伸壓縮應(yīng)力，質(zhì)點介質(zhì)質(zhì)點承受交變拉伸壓縮應(yīng)力，質(zhì)點疏密相間。能在固體疏密相間。能在固體(gt)(gt)、液體和氣體中、液體和氣體中傳播。傳播。 橫波（切變波）橫波（切變波）S S（T T）質(zhì)點振動方向質(zhì)點振動方向與波傳播方向垂直。與波傳播方向垂直。 介質(zhì)質(zhì)點承受交變剪切應(yīng)力。只能在固介質(zhì)質(zhì)點承受交變剪切應(yīng)力。只能在固體體(gt)(gt)中傳播。中傳播。第3頁/共121頁第三頁，共122頁。4 表面表面(biomin)(biomin)波（瑞利波）波（瑞利波）RR沿固體介質(zhì)表面沿固體介質(zhì)表面(biomin)(biomin)傳播傳播的

4、波。介質(zhì)表面的波。介質(zhì)表面(biomin)(biomin)質(zhì)點作橢圓振動。質(zhì)點作橢圓振動。 只能在固體表面只能在固體表面(biomin)(biomin)傳播。傳播深度約傳播。傳播深度約2 2倍波長。倍波長。 板波（蘭姆波）板波（蘭姆波）PP在厚度與波長相近的薄板中傳播的波。兩表面在厚度與波長相近的薄板中傳播的波。兩表面(biomin)(biomin)介質(zhì)質(zhì)點作對稱或非對稱的橢圓振動，板中心質(zhì)點作縱向或橫向介質(zhì)質(zhì)點作對稱或非對稱的橢圓振動，板中心質(zhì)點作縱向或橫向振動。振動。 在厚度與波長相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑?。在厚度與波長相當(dāng)?shù)谋“逯袀鞑ァ?第4頁/共121頁第四頁，共122頁。5 (393)液體(y

5、t)中只能傳播縱波，不能傳播橫波。這是因為： 凡能承受拉伸和壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波，液體(yt)雖然不能承受拉伸壓縮應(yīng)力，但能承受壓應(yīng)力而產(chǎn)生容積變化，所以能傳播縱波。 介質(zhì)傳播橫波時，介質(zhì)受交變剪切應(yīng)力作用，液體(yt)不能承受剪切應(yīng)力，所以不能傳播橫波。第5頁/共121頁第五頁，共122頁。6 、按波陣面形狀分類 平面波。 柱面波 球面波 活塞波：剛性固定的薄片狀聲源類似活塞振動所產(chǎn)生的波。距離( jl)足夠大時，活塞波類似于球面波。 超聲探頭發(fā)生的波是活塞波。 、按振動持續(xù)時間分類 連續(xù)波：波源不間斷振動所輻射的波。 脈沖波：波源間歇振動所輻射的波。第6頁/共121頁第六頁，共122

6、頁。74 4、超聲的的傳播速度、超聲的的傳播速度 、固體中的聲速與介質(zhì)、固體中的聲速與介質(zhì)(jizh)(jizh)的的密度和彈性模量有關(guān)，還與波的類型的關(guān)。密度和彈性模量有關(guān)，還與波的類型的關(guān)。 不同介質(zhì)不同介質(zhì)(jizh)(jizh)，聲速不同；，聲速不同；介質(zhì)介質(zhì)(jizh)(jizh)的彈性模量愈大，密度愈小，的彈性模量愈大，密度愈小，聲速愈大。聲速愈大。 在同一固體介質(zhì)在同一固體介質(zhì)(jizh)(jizh)中，縱中，縱波、橫波和表面波的聲速各不相同，并且有波、橫波和表面波的聲速各不相同，并且有以下關(guān)系：以下關(guān)系： CLCSCR CLCSCR 對于鋼材：對于鋼材： CL: CS : CR

7、1.8 : 1 : CL: CS : CR1.8 : 1 : 0.90.9 一般近似認(rèn)為：橫波聲速約為縱波聲一般近似認(rèn)為：橫波聲速約為縱波聲束的二分之一。束的二分之一。第7頁/共121頁第七頁，共122頁。8 、液體和氣體中的縱波速度與容積彈性模量和密度有關(guān)，彈性模量愈大，密度愈小，聲速愈大。 、板波的波速與頻率和板厚有關(guān)，它是fd 的函數(shù)。 、聲速與溫度、應(yīng)力和介質(zhì)均勻性有關(guān)： 一般(ybn)固體介質(zhì)的聲速隨溫度的升高而降低。大多數(shù)液體介質(zhì)的聲速也隨溫度的升高而降低。水是例外，低于740C時，隨溫度的升高而增加。高于740C隨溫度的升高而降低。 固體介質(zhì)一般(ybn)應(yīng)力增加，聲速增加。 晶

8、粒細(xì)，聲速大，晶粒粗，聲速小。第8頁/共121頁第八頁，共122頁。95、波的衍射 波在傳播過程中遇到與波長相當(dāng)?shù)恼系K物時，能繞過障礙物邊緣(binyun)改變方向繼續(xù)前進(jìn)的現(xiàn)象，稱波的衍射或繞射。 波的繞射和障礙物尺寸Df及波長的相對大小有關(guān)。當(dāng)Df時，波的繞射強(qiáng)，當(dāng)Df時，反射強(qiáng)，繞射弱，聲波幾乎全反射。6、超聲場的特征值 、聲壓P 超聲場中某點在某一時刻所具有的壓強(qiáng)P1與沒有超聲波存在時的靜壓強(qiáng)P0之比稱為該點的聲壓。第9頁/共121頁第九頁，共122頁。10 聲阻抗聲阻抗Z Z 超聲場中任意一點的聲壓超聲場中任意一點的聲壓(shn y)(shn y)與該處質(zhì)點振動速度之比稱為聲阻抗。與

9、該處質(zhì)點振動速度之比稱為聲阻抗。 聲阻抗的大小等于介質(zhì)密度和聲速的乘積。聲阻抗的大小等于介質(zhì)密度和聲速的乘積。 Z=c Z=c 、聲強(qiáng)、聲強(qiáng)I I 單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能稱單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲能稱為聲強(qiáng)。為聲強(qiáng)。 在同一介質(zhì)中，超聲波在同一介質(zhì)中，超聲波 的聲強(qiáng)與聲壓的聲強(qiáng)與聲壓(shn y)(shn y)的平方成正比。的平方成正比。 第10頁/共121頁第十頁，共122頁。117、分貝與奈培 、分貝 、奈培 、關(guān)系：1NP=8.86 dB 1dB=0.115NP8、超聲波垂直入射到界面時的反射(fnsh)和透射 、聲壓反射(fnsh)率和聲壓透射率 聲壓反射(fnsh)率

10、：第11頁/共121頁第十一頁，共122頁。12 聲壓聲壓(shn y)(shn y)透射率：透射率： t-r=1 t-r=1 、聲強(qiáng)反射率和聲強(qiáng)透射率、聲強(qiáng)反射率和聲強(qiáng)透射率 聲強(qiáng)反射率：聲強(qiáng)反射率： 聲強(qiáng)透射率：聲強(qiáng)透射率： T+R=1 T+R=1第12頁/共121頁第十二頁，共122頁。13 、討論：、討論： 超聲波垂直入射到平界面時，聲壓或聲強(qiáng)的分配比例與界面兩側(cè)介超聲波垂直入射到平界面時，聲壓或聲強(qiáng)的分配比例與界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗有關(guān)質(zhì)的聲阻抗有關(guān)(yugun)(yugun)。 聲阻抗差越大，聲壓反射率越大。當(dāng)聲阻抗差越大，聲壓反射率越大。當(dāng)Z1Z1Z2Z2或或Z2 Z2 Z1Z1時

11、，聲波時，聲波幾乎全射，無透射。幾乎全射，無透射。 聲阻抗差越小，聲壓反射率越小，聲壓透射率越大。當(dāng)聲阻抗差越小，聲壓反射率越小，聲壓透射率越大。當(dāng)Z1Z2Z1Z2時，時，聲波幾乎全透射，無反射。聲波幾乎全透射，無反射。 第13頁/共121頁第十三頁，共122頁。14 、聲壓往復(fù)透射率 超聲探頭發(fā)射的聲波透過工件界面( jimin)，經(jīng)底面反射后再透過界面( jimin)被探頭接收。接收的回波聲壓與入射波聲壓之比稱往復(fù)透射率。 在底面全反射的情況下，聲壓往復(fù)透射率： 與聲強(qiáng)透射率數(shù)值相等。 若底面反射率為： 則聲壓往復(fù)透射率為：第14頁/共121頁第十四頁，共122頁。15 聲壓(shn y)

12、反射率、透射率和聲壓(shn y)往復(fù)透射率計算：(458)例題1：不銹鋼與碳鋼的聲阻抗差約為1%，試計算復(fù)合界面上的聲壓(shn y)反射率？解：設(shè)碳鋼的聲阻抗Z鋼=1，則不銹鋼的聲阻抗Z不=1-1%=0.99 第15頁/共121頁第十五頁，共122頁。16(471)(471)例題例題2 2、已知鈦和鋼的聲阻抗差約為、已知鈦和鋼的聲阻抗差約為40%40%。若從鋼一側(cè)探測鈦。若從鋼一側(cè)探測鈦/ /鋼復(fù)合鋼復(fù)合(fh)(fh)板，求復(fù)合板，求復(fù)合(fh)(fh)層回波與底面回波的分貝差。層回波與底面回波的分貝差。 解：解：第16頁/共121頁第十六頁，共122頁。179、超聲波斜入射到界面的反射

13、和折射 、反射、折射和波型轉(zhuǎn)換(zhunhun) 反射： 超聲波斜入射至界面時，一部分聲波返回原介質(zhì)中，改變方向傳播，稱為反射。 折射： 超聲波斜入射至界面時，一部分聲波進(jìn)入第二種介質(zhì)，改變方向繼續(xù)傳播，稱為折射。 波型轉(zhuǎn)換(zhunhun)： 超聲波斜入射至界面時，除產(chǎn)生同種波型的反射和折射波外，不產(chǎn)生不同類型的反射和折射波，這種現(xiàn)象稱為波型轉(zhuǎn)換(zhunhun)。第17頁/共121頁第十七頁，共122頁。18 、反射(fnsh)、折射定律 超聲波斜入射到界面時，其產(chǎn)生的反射(fnsh)波、折射波和入射波的角度之間存在下列關(guān)系（反射(fnsh)折射定律）： 縱波斜入射 橫波斜入射第18頁/共

14、121頁第十八頁，共122頁。19 斯奈爾定律可簡化為下式表示：斯奈爾定律可簡化為下式表示： 由公式得知：超聲波斜入射至平界面由公式得知：超聲波斜入射至平界面(jimin)時，其反射角、折射角的大小只與界時，其反射角、折射角的大小只與界面面(jimin)兩側(cè)介質(zhì)的聲速有關(guān)。聲速大則角兩側(cè)介質(zhì)的聲速有關(guān)。聲速大則角大，聲速小則度小，聲速相等則角度相等大，聲速小則度小，聲速相等則角度相等第19頁/共121頁第十九頁，共122頁。20 反射折射定律計算：(494)例題：采用鋼焊縫探傷用的K=1斜探頭（CL1=2700m/s,鋼CS=3200m/s）,檢驗(jinyn)某種硬質(zhì)合焊縫（CS=3800m

15、/s），其實際K值為多大？ 解：K=1 tg1=1 1=45O 根據(jù)折射定律： K2=tg=tg57.1o=1.5第20頁/共121頁第二十頁，共122頁。21解法解法(ji f)二：二： 第21頁/共121頁第二十一頁，共122頁。22 、臨界角 第一(dy)臨界角（縱波斜入射） 第二臨界角（縱波斜入射） 第三臨界角（橫波斜入射）第22頁/共121頁第二十二頁，共122頁。23 、斜入射的聲壓反射率 斜入射時的聲壓反射率和透射率不僅與介質(zhì)聲阻抗有關(guān)，而且與入射角有關(guān)。 、端角反射 超聲波在兩個平面(pngmin)構(gòu)成的直角內(nèi)的反射叫端角反射。 超聲波在端角經(jīng)歷了兩次反射，縱波入射時端角反射率

16、都很低，橫波入射時，當(dāng)入射角在300和600（K=0.7和1.5)附近時端角反射率很低。第23頁/共121頁第二十三頁，共122頁。241010、超聲波的在曲面上的反射和透射、超聲波的在曲面上的反射和透射 、球面波在曲界面上的反射和折射、球面波在曲界面上的反射和折射 球面波在曲界面上的反射球面波在曲界面上的反射 球面波入射到凹曲面時，其反射波聚焦；球面波入射到凹曲面時，其反射波聚焦；入射到凸曲面時，其反射波發(fā)散。入射到凸曲面時，其反射波發(fā)散。 球面波透過曲界面后也發(fā)生聚焦或發(fā)球面波透過曲界面后也發(fā)生聚焦或發(fā)散，折射波的聚焦還是發(fā)散與曲面凹凸散，折射波的聚焦還是發(fā)散與曲面凹凸(o (o t)t)

17、有關(guān)，還與界面兩側(cè)介質(zhì)的聲速有關(guān)。有關(guān)，還與界面兩側(cè)介質(zhì)的聲速有關(guān)。 曲面為凹面，當(dāng)曲面為凹面，當(dāng)C1C1C2C2時，透射波聚焦；時，透射波聚焦；當(dāng)當(dāng)C1C1C2C2時，透射波發(fā)散。時，透射波發(fā)散。 曲面為凸面，當(dāng)曲面為凸面，當(dāng)C1C1C2C2時，透射波發(fā)散；時，透射波發(fā)散；當(dāng)當(dāng)C1C1C2C2時，透射波聚焦。時，透射波聚焦。第24頁/共121頁第二十四頁，共122頁。251111、超聲波的衰減、超聲波的衰減 (404) (404) 、衰減及產(chǎn)生原因、衰減及產(chǎn)生原因 衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時隨距離增加衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時隨距離增加能量逐漸減弱的現(xiàn)象。能量逐漸減弱的現(xiàn)象。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生

18、原因： 擴(kuò)散衰減：超聲波傳播過程中，由于波擴(kuò)散衰減：超聲波傳播過程中，由于波束的擴(kuò)散使超聲波的能量隨距離增加而逐漸減弱。束的擴(kuò)散使超聲波的能量隨距離增加而逐漸減弱。 散射衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇散射衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到聲阻抗不同的界面到聲阻抗不同的界面(jimin)(jimin)時產(chǎn)生散亂反時產(chǎn)生散亂反射引起超聲波的衰減，同時在示波屏上形成草狀射引起超聲波的衰減，同時在示波屏上形成草狀回波?；夭?。 吸收衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時，由吸收衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時，由于介質(zhì)中質(zhì)點間內(nèi)磨擦（即粘滯性）和熱傳導(dǎo)引于介質(zhì)中質(zhì)點間內(nèi)磨擦（即粘滯性）和熱傳導(dǎo)引起超聲波的衰減。起超聲波的衰

19、減。 通常所說衰減指吸收和散射衰減，不包括通常所說衰減指吸收和散射衰減，不包括擴(kuò)散衰減。擴(kuò)散衰減。第25頁/共121頁第二十五頁，共122頁。26 、影響衰減的因素 介質(zhì)的衰減程度與介質(zhì)的晶粒尺寸、各向異性系數(shù)和超聲波的頻率有關(guān)。晶粒尺寸越大、各向異性越強(qiáng)、超聲波頻率越高，衰減越大。 、衰減系數(shù)測定 工件上下表面(biomin)平行，表面(biomin)平整光潔，厚度T3N時： 厚度T3N時：第26頁/共121頁第二十六頁，共122頁。27二、超聲場和規(guī)則反射體回波二、超聲場和規(guī)則反射體回波(hu b)聲壓聲壓1、圓盤波源發(fā)射的縱波聲場 、波束軸線上的聲壓 當(dāng) 時，經(jīng)簡化處理得： 、近場區(qū)和近

20、場長 波源附近由于波的干涉而出現(xiàn)(chxin)的一系列聲壓極大和極小值的區(qū)域稱為近場區(qū)。 最后一個極大值至波源的距離稱近場長。 其值為：第27頁/共121頁第二十七頁，共122頁。28 、遠(yuǎn)場區(qū) 波源軸線上至波源距離大于N的區(qū)域稱遠(yuǎn)場區(qū)。遠(yuǎn)場區(qū)軸線上的聲壓隨距離單調(diào)減小，當(dāng)x3N時，聲壓與距離成反比，聲波可視為球面波。 、波束指向性與半擴(kuò)散角 半擴(kuò)散角： 聲束橫截面上偏離軸線的第一個聲壓零值點與波源連線和中心軸線的夾角( ji jio)稱半擴(kuò)散角。 圓形晶片發(fā)射的縱波聲場，半擴(kuò)散角：第28頁/共121頁第二十八頁，共122頁。29 波束指向性： 以確定的擴(kuò)散角向固定方向輻射超聲波的 特性稱為(

21、chn wi)波束指向性。 半擴(kuò)散角越小，指向性就越好。 、波束未擴(kuò)散區(qū)與擴(kuò)散區(qū) 超聲波不是從聲源開始擴(kuò)散，存在一個未擴(kuò)散區(qū)b： b1.64N 未擴(kuò)散區(qū)內(nèi)波束不擴(kuò)散，不存在擴(kuò)散衰減。 離聲源距離大于b的區(qū)域稱為(chn wi)擴(kuò)散區(qū)，聲束存在擴(kuò)散衰減。第29頁/共121頁第二十九頁，共122頁。302、矩形波源輻射的縱波聲場 、聲束軸線(zhu xin)上的聲壓： 、半擴(kuò)散角 、近場區(qū)長度第30頁/共121頁第三十頁，共122頁。313、實際聲場與理想聲場比較 遠(yuǎn)場區(qū)基本一致，近場區(qū)差別較大。實際聲場在近場也存在極大極小值，但其極值(j zh)點少且波動幅度小。 第31頁/共121頁第三十一頁

22、，共122頁。325 5、橫波發(fā)射聲場、橫波發(fā)射聲場 、聲束軸線上的聲壓（、聲束軸線上的聲壓（ x3N) x3N) 、近場區(qū)長度、近場區(qū)長度 、第二、第二(d r)(d r)介質(zhì)中的近場長度介質(zhì)中的近場長度第32頁/共121頁第三十二頁，共122頁。33(460)(460)例題：試計算例題：試計算(j (j sun)2.5P13sun)2.5P1310K1.510K1.5斜探頭在鋼中的近場長斜探頭在鋼中的近場長度（已知鋼中度（已知鋼中CL2=5900m/sCL2=5900m/s，CS2=3200 m/sCS2=3200 m/s；有機(jī)玻璃楔塊中有機(jī)玻璃楔塊中CL1=2700 m/sCL1=270

23、0 m/s，聲程，聲程L1=15mmL1=15mm）。）。 解：解：第33頁/共121頁第三十三頁，共122頁。34 、半擴(kuò)散(kusn)角 第34頁/共121頁第三十四頁，共122頁。35討論：晶片直徑、聲波波長（頻率）與近場長度、討論：晶片直徑、聲波波長（頻率）與近場長度、波束指向性的關(guān)系：波束指向性的關(guān)系： 由：由： 1 1、晶片直徑大、波長短（頻率高），近場、晶片直徑大、波長短（頻率高），近場長度大，半擴(kuò)散角小，指向性好；長度大，半擴(kuò)散角小，指向性好； 2 2、晶片直徑小、波長大（頻率低），近場、晶片直徑小、波長大（頻率低），近場長度小，半擴(kuò)散角大，指向性差。長度小，半擴(kuò)散角大，指向性

24、差。 所以所以(suy)(suy)近場長的探頭指向性好，近近場長的探頭指向性好，近場短的探頭指向性差。場短的探頭指向性差。第35頁/共121頁第三十五頁，共122頁。366 6、規(guī)則反射體的回波聲壓、規(guī)則反射體的回波聲壓 、平底孔回波聲壓、平底孔回波聲壓 平底孔回波聲壓與面積成正比，與距離平底孔回波聲壓與面積成正比，與距離(jl)(jl)平方成反比。平方成反比。 任意二平底孔的回波分貝差為：任意二平底孔的回波分貝差為：第36頁/共121頁第三十六頁，共122頁。37 平底孔直徑一定，距離增加一倍，平底孔回波(hu b)降低12dB；平底孔距離一定，孔徑增加一倍，平底孔回波(hu b)升高12d

25、B. 第37頁/共121頁第三十七頁，共122頁。38 、長橫孔回波(hu b)聲壓 長橫孔回波(hu b)聲壓與長橫直徑平方根成正比， 與距離的三分之二次方成反比。 任意二平底孔的回波(hu b)分貝差為：第38頁/共121頁第三十八頁，共122頁。39 長橫孔直徑一定長橫孔直徑一定(ydng)(ydng)，距離增，距離增加一倍，回波降低加一倍，回波降低9dB9dB；長橫孔距離一定；長橫孔距離一定(ydng)(ydng)，孔徑增加一倍，回波升高，孔徑增加一倍，回波升高3dB.3dB.第39頁/共121頁第三十九頁，共122頁。40 、短橫孔回波(hu b)聲壓 短橫孔回波(hu b)聲壓與短

26、橫孔長度，與直徑的平方根成正比，與距離的平方成反比。 任意短橫孔的回波(hu b)分貝差為： 第40頁/共121頁第四十頁，共122頁。41 短橫孔直徑(zhjng)和長度一定，距離增加一倍，回波降低12dB；短橫孔直徑(zhjng)和距離一定，長度增加一倍，回波升高6dB；短橫孔長度和距離一定，直徑(zhjng)增加一倍，回波升高3dB.第41頁/共121頁第四十一頁，共122頁。42 、球孔回波聲壓 球孔回波聲壓與球孔的直徑成正比，與距離( jl)平方成反比。 任意二球孔的回波分貝差為：第42頁/共121頁第四十二頁，共122頁。43 球孔直徑一定，距離增加一倍，平底孔回波(hu b)降低

27、12dB；平底孔距離一定，孔徑增加一倍，平底孔回波(hu b)升高6dB.第43頁/共121頁第四十三頁，共122頁。44 、大平(d pn)底面回波聲壓 大平(d pn)底面的回波聲壓與距離成反比。 兩個距離不同的大平(d pn)底面的回波分貝差為： 大平(d pn)底面距離增加一倍，回波降低6dB。第44頁/共121頁第四十四頁，共122頁。45 、圓柱曲面的回波(hu b)聲壓 實心圓柱體，與大平底面相同 空心圓柱體 外圓面探傷 回波(hu b)聲壓小于同距離大平底。 內(nèi)圓面探傷 回波(hu b)聲壓大于同距離大平底。第45頁/共121頁第四十五頁，共122頁。46反射體反射體回波聲壓回

28、波聲壓差差12x2=2x12=21l2=2l1大平底面大平底面-6dB-平底孔平底孔-12dB+12dB-球孔球孔-12dB+6dB-長橫孔長橫孔-9dB+3dB-短橫孔短橫孔-12dB+3dB+6dB第46頁/共121頁第四十六頁，共122頁。47三、儀器三、儀器(yq)、探頭和試塊、探頭和試塊1 1、 超聲波探傷儀超聲波探傷儀 、儀器、儀器(yq)(yq)的作用的作用 、產(chǎn)生高頻電脈沖加于探頭，激勵探、產(chǎn)生高頻電脈沖加于探頭，激勵探頭發(fā)射超聲波；頭發(fā)射超聲波； 、接收探頭送回的電信號經(jīng)處理以一、接收探頭送回的電信號經(jīng)處理以一定的方式顯示出來。定的方式顯示出來。 、儀器、儀器(yq)(yq)

29、按顯示方式的分類按顯示方式的分類 、A A顯示探傷儀：波形顯示，橫座標(biāo)顯示探傷儀：波形顯示，橫座標(biāo)代表聲波傳播時間或距離，縱座標(biāo)代表聲波代表聲波傳播時間或距離，縱座標(biāo)代表聲波幅度。幅度。 第47頁/共121頁第四十七頁，共122頁。48 、B B顯示探傷儀：橫座標(biāo)代表探頭移動顯示探傷儀：橫座標(biāo)代表探頭移動軌跡，縱座標(biāo)代表聲波傳播時間。顯示工件縱軌跡，縱座標(biāo)代表聲波傳播時間。顯示工件縱截面圖形。截面圖形。 、C C顯示探傷儀：橫座標(biāo)和縱座標(biāo)代表顯示探傷儀：橫座標(biāo)和縱座標(biāo)代表探頭在工件表面的位置。顯示工件內(nèi)部缺陷的探頭在工件表面的位置。顯示工件內(nèi)部缺陷的平面圖像。平面圖像。 、儀器電路組成、儀器電

30、路組成(z chn)(z chn) 由發(fā)射電路、接收電路、掃描電路、同由發(fā)射電路、接收電路、掃描電路、同步電路、顯示電路、電源電路等六部分組成步電路、顯示電路、電源電路等六部分組成(z chn)(z chn)。 、各部分電路的作用、各部分電路的作用 、同部電路（觸發(fā)電路）：是整個探、同部電路（觸發(fā)電路）：是整個探傷儀的中心，產(chǎn)生電脈沖，觸發(fā)探傷儀發(fā)射電傷儀的中心，產(chǎn)生電脈沖，觸發(fā)探傷儀發(fā)射電路、掃描電路等步調(diào)一致地工作。路、掃描電路等步調(diào)一致地工作。第48頁/共121頁第四十八頁，共122頁。49 、發(fā)射電路：產(chǎn)生高頻電脈沖，加于探頭，激勵壓電晶片振動產(chǎn)生超聲波。 、接收電路：將來自探頭的信號

31、進(jìn)行放大、檢波、加至示波管垂直偏轉(zhuǎn)板，在示波屏上顯示出來。 、顯示電路：顯示探傷波形。 、電源：給探傷儀各部分電路供電。 、儀器主要開關(guān)旋鈕作用及調(diào)整 抑制旋鈕： 抑制熒光屏上幅度較低或認(rèn)為不需要顯示的雜亂(zlun)反射波，使之不顯示。使用抑制時，儀器垂直線性和動態(tài)范圍遭破壞，抑制越大，動態(tài)范圍越小。第49頁/共121頁第四十九頁，共122頁。50 深度細(xì)調(diào)旋鈕 連續(xù)改變掃描線的掃描速度，使掃描線上的回波間距在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。用來精確調(diào)節(jié)探測范圍。 延遲旋鈕 調(diào)節(jié)開始發(fā)射脈沖時刻(shk)與開始掃描時刻(shk)的時間差。使掃描線上的回波沿掃描線水平移動，但間距不變。用來進(jìn)行零位校正。水

32、浸探傷中，用來把水中部分調(diào)節(jié)到熒光屏外不予顯示。 衰減器 衰減器的作用是調(diào)節(jié)儀器靈敏度和測量回波幅度（改變放大電路的放大倍數(shù)）。 深度補(bǔ)償開關(guān)（DAC） 改變放大器的線性，使不同距離上的缺陷回波具有相同或相近的高度。第50頁/共121頁第五十頁，共122頁。51 2 2、超聲波探頭、超聲波探頭 、壓電效應(yīng)：、壓電效應(yīng)： 某些晶體材料在交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生交變電場的效某些晶體材料在交變應(yīng)力作用下，產(chǎn)生交變電場的效應(yīng)正壓電效應(yīng)；反之，當(dāng)晶體材料在交變電場作用下產(chǎn)生應(yīng)正壓電效應(yīng)；反之，當(dāng)晶體材料在交變電場作用下產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。 、壓電晶體：、壓電晶體：

33、 具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電晶體。具有壓電效應(yīng)的材料稱為壓電晶體。 分為：單晶材料：分為：單晶材料：SiO2 SiO2 、LiSO4LiSO4、LiNbO3LiNbO3 多晶材料（壓電陶瓷多晶材料（壓電陶瓷(toc)(toc)）：）：BaTiO3BaTiO3、PbZrTiO3PbZrTiO3、PbTiO3PbTiO3 單晶材料：接收靈敏度高；單晶材料：接收靈敏度高； 多晶材料：發(fā)射靈敏度高。多晶材料：發(fā)射靈敏度高。 第51頁/共121頁第五十一頁，共122頁。52 、探頭的種類和結(jié)構(gòu) (P111-12)直探頭（縱波探頭） 發(fā)射和接收縱波。探測與表面平行的缺陷(quxin)。 組成： a.壓電晶

34、片：發(fā)射和接收超聲波，用壓電材料制成。 b.保護(hù)膜：硬保護(hù)膜用剛玉制成；軟保護(hù)膜用塑料掉成。保護(hù)壓電晶片，防止晶片磨損或損壞。 c.吸收塊（阻尼塊）：還原樹脂加鎢粉制成。用于阻尼壓電晶片的振動，吸收晶片背面的雜波和支承晶片。第52頁/共121頁第五十二頁，共122頁。53 d. d.外殼：用金屬或塑料制成。把各種元件組合在一起并保護(hù)之。外殼：用金屬或塑料制成。把各種元件組合在一起并保護(hù)之。 e. e.電纜線：傳送電信號。電纜線：傳送電信號。 f. f.接頭：連接探頭電纜線。接頭：連接探頭電纜線。 斜探頭：斜探頭： 探測與表面傾斜探測與表面傾斜(qngxi)(qngxi)的缺陷。的缺陷。 a.

35、a.橫波斜探頭（橫波斜探頭（LL）：通過波型轉(zhuǎn)換在工件中產(chǎn)生橫波。）：通過波型轉(zhuǎn)換在工件中產(chǎn)生橫波。 b. b.縱波斜探頭（縱波斜探頭（ L= L= ）：在工件中產(chǎn)生傾斜）：在工件中產(chǎn)生傾斜(qngxi)(qngxi)縱波?？v波。 c. c.表面波斜探頭（表面波斜探頭（ L L）：在工件中產(chǎn)生表面波。）：在工件中產(chǎn)生表面波。第53頁/共121頁第五十三頁，共122頁。54 與直探頭不同之處是： 斜楔：用有機(jī)玻璃制成，使聲束傾斜發(fā)射以在工件中產(chǎn)生(chnshng)波型轉(zhuǎn)換。其上開有吸聲槽，周圍填充吸聲材料，以減少雜波。 表面波探頭 在工件中產(chǎn)生(chnshng)表面波，探測表面或近表面缺陷。 結(jié)

36、構(gòu)： 與橫波斜探頭相同。只是其入射角大于或等于第二臨界角。其入射角按下式計算：第54頁/共121頁第五十四頁，共122頁。55 雙晶探頭（分割式探頭） 雙晶直探頭、雙晶斜探頭，用于探測薄工件和近表面缺陷。 結(jié)構(gòu)：由兩塊壓電晶片組成(z chn)，一塊發(fā)射超聲波，一塊接收超聲波。晶片前加有有機(jī)玻璃延遲塊。 雙晶探頭優(yōu)點： a.近距離靈敏度高； b.工件中近場區(qū)長度?。?c.盲區(qū)小，雜波??； d.探測范圍可調(diào)。第55頁/共121頁第五十五頁，共122頁。56 聚集探頭 聚焦直探頭由直探頭和聲透鏡組成。利用聲透鏡使聲束會聚到一點(y din)或一線。 點聚焦探頭聲透鏡為球面，線聚焦探頭聲透鏡為圓柱面

37、。 、各種探頭型號示例：第56頁/共121頁第五十六頁，共122頁。57 3、試塊 、試塊的作用(zuyng) a.測試儀器和探頭性能 b.調(diào)節(jié)儀器掃描速度 c.調(diào)整探傷靈敏度 d.評定缺陷大小。 、試塊的分類（JB/T4740-2005定義） a.標(biāo)準(zhǔn)試塊 用于儀器探頭系統(tǒng)校準(zhǔn)和檢測校準(zhǔn)的試塊。 b.對比試塊 用于檢測校準(zhǔn)的試塊。 第57頁/共121頁第五十七頁，共122頁。58 、承壓設(shè)備用試塊 標(biāo)準(zhǔn)試塊 JB/T4740.2-2005規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試塊有： a.鋼板檢測用試塊：CB、CB b.鍛件(dunjin)檢測用試塊：CS、CS 、CS c.焊縫檢測用試塊：CSKIA、CSKA、CSK

38、A、 CSKA。 對比試塊 JB/T4740.2-2005使用的標(biāo)準(zhǔn)試塊有： a.鋼板橫波檢測對比試塊； b.鍛件(dunjin)橫波檢測對比試塊；第58頁/共121頁第五十八頁，共122頁。59 c. c.無縫鋼管檢測用對比試無縫鋼管檢測用對比試(b shi)(b shi)塊；塊； d. d.聲能傳輸損耗超聲檢測對比試聲能傳輸損耗超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊；塊； e. e.奧氏體鋼鍛件超聲檢測對比試奧氏體鋼鍛件超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊塊 f. f.鋁焊接接頭超聲檢測對比試鋁焊接接頭超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊；塊； g. g.鋼制壓力管道

39、和管子焊接接頭超聲檢測對比試鋼制壓力管道和管子焊接接頭超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊；塊； h. h.鋁及鋁合金壓力管道和管子焊接接頭超聲檢測對比試鋁及鋁合金壓力管道和管子焊接接頭超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊；塊； I. I.鈦焊接接頭超聲檢測對比試鈦焊接接頭超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊；塊； j. j.堆焊層超聲檢測對比試堆焊層超聲檢測對比試(b shi)(b shi)塊塊第59頁/共121頁第五十九頁，共122頁。60 、儀器和探頭性能 儀器性能 a.垂直線性：指儀器示波屏上波高與信號電壓之間成比例的程度。用垂直線性誤差表示。 測試時“抑制”和

40、“深度補(bǔ)償”置于“關(guān)”或0。 b.水平線性：指示波屏?xí)r基線顯示的水平刻度值與實際聲程之間成正比的程度。取決于掃描電路鋸齒波的線性。用水平線性誤差表示。 c.動態(tài)(dngti)范圍：指儀器示波屏容納信號大小的能力。第60頁/共121頁第六十頁，共122頁。61 探頭性能 a.入射點（前沿距離l0） 入射點即聲束軸線與探測面的交點(jiodin)。入射點至探頭前沿的距離稱為前沿距離。實際探傷中，測定入射點即測定前沿距離。用CSKIA R100圓弧測試。 b. K值：K值是斜探頭折射角的正切值。 用CSKIA 50孔圓弧面測試。 c.探頭主聲束偏離 即探頭主聲束與探頭幾何軸線的偏離程度。 用試塊任意

41、棱邊測試。 d.雙峰 第61頁/共121頁第六十一頁，共122頁。62 前后或左右移動探頭，同一反射體產(chǎn)生兩個波峰的現(xiàn)象，由于聲束分叉引起。用任意橫孔測試 儀器和探頭組合性能 a.靈敏度余量 靈敏度余量是指儀器最大輸出時，使規(guī)定反射體回波達(dá)到基準(zhǔn)高度時儀器所剩余的增益余量。用平底孔試塊測試。 b.盲區(qū)：是指從探測面可發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離。在盲區(qū)試塊或CSKIA試塊上行測試。 c.始脈沖寬度：是指在一定的靈敏度條件下，示波屏上始脈沖在20%垂直幅度(fd)的延續(xù)長度，以鋼中的聲程表示。 第62頁/共121頁第六十二頁，共122頁。63 d.分辨力 分辨力是指示波屏上區(qū)分兩個相鄰缺陷的能力。 e.

42、回波頻率 回波頻率是指儀器和探頭組合使用時，從工件(gngjin)中返回的超聲信號的頻率。 回波頻率用示波器測試。第63頁/共121頁第六十三頁，共122頁。64四、超聲波探傷四、超聲波探傷(tn shng)法和通法和通用探傷用探傷(tn shng)技術(shù)技術(shù)1 1、超聲波探傷方法分類、超聲波探傷方法分類 、按原理分類，分為：、按原理分類，分為： 脈沖反射法脈沖反射法缺陷回波法缺陷回波法底波高度法底波高度法多次底波法多次底波法 穿透穿透(chun tu)(chun tu)法法 共振法共振法 第64頁/共121頁第六十四頁，共122頁。65 、按波型分類： 縱波法 （垂直法） 用直探頭發(fā)射縱法進(jìn)行

43、探傷的方法，稱為縱波法，又稱為垂直法。 縱波法主要(zhyo)用于探測與檢測面平行的缺陷，常用于板、管、棒材等變形材料和鍛件、焊縫 檢測，有時也用于鑄件。 橫波法（斜角法） 利用波型轉(zhuǎn)換在試件中產(chǎn)生橫波進(jìn)行探傷的方法稱為橫波法，又稱斜角法探傷。 橫波探傷主要(zhyo)用于檢測與探測面傾斜的缺陷，常用于薄壁管材和焊縫檢測，作為一種輔助檢測手段，也用于板材、鍛件等的與表面傾斜的缺陷檢測。第65頁/共121頁第六十五頁，共122頁。66 表面波法（瑞利波法） 利用表面波探測表面缺陷的方法。適用(shyng)于檢測固體試件的表面缺陷。 板波法（蘭姆波法） 利用板波探測薄板中的缺陷的方法，適用(shy

44、ng)于檢測薄板（4mm）中的缺陷。 爬波法 利用入射角位于第一臨界角附近時在第二介質(zhì)中產(chǎn)生的表面下縱波進(jìn)行探傷的方法，適用(shyng)于檢測表面比較粗糙的試件表面及表面下的缺陷。第66頁/共121頁第六十六頁，共122頁。67 、按耦合方式分類： 直接接觸法：探頭(tn tu)通過一薄層耦合劑與試件表面直接接觸進(jìn)行探傷的方法。 液浸法：探頭(tn tu)與試件表面之間充有一定厚度的液層的探傷方法。 a.全浸法 b.局部液浸法噴液式通水式滿溢式第67頁/共121頁第六十七頁，共122頁。68 2、儀器和探頭的選擇 、探傷儀的選擇 依據(jù)：工件(gngjin)檢測要求、檢測場合 考慮因素： 、定

45、位精度水平線性 、定量精度垂直線性、衰減器精度 、大型工件(gngjin)靈敏度余量、信噪比 、小型工件(gngjin)盲區(qū)、分辨力 、自動探傷自動報警、DAC 、現(xiàn)場探傷儀器便攜性第68頁/共121頁第六十八頁，共122頁。69 、探頭選擇 依據(jù)：工件材質(zhì)、形狀、缺陷和技術(shù)要求 探頭型式： 直探頭探測與探測面平行的缺陷 斜探頭控測與探測面傾斜的缺陷 表面波探頭探測表面缺陷 雙晶探頭探測薄件或近表面缺陷 聚焦(jjio)探頭薄壁管水浸探傷或薄件 水浸探頭水浸探傷工件第69頁/共121頁第六十九頁，共122頁。70 探頭頻率（0.5-10MHz) 依據(jù)：工件材質(zhì)、厚度、檢測要求 頻率影響： 頻率

46、高，可發(fā)現(xiàn)缺陷(quxin)?。úǖ睦@射） 頻率高，脈沖寬度小，分辨力好 頻率高，指向性好 頻率高，近場區(qū)長 頻率高，衰減大 晶粒較細(xì)（鍛件、軋制件、焊縫）2.55MHz 晶粒較粗（鑄件、奧氏體鋼） 0.5 2.5MHz 第70頁/共121頁第七十頁，共122頁。71 探頭晶片尺寸（10 30） 依據(jù)：工件厚度、形狀 晶片尺寸影響： 尺寸大，指向性好 尺寸大，近場長 尺寸大，能量大，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強(qiáng)。 大尺寸探頭厚大工件 小尺探頭薄工件、表面不平整(pngzhng)、曲率大的工件。第71頁/共121頁第七十一頁，共122頁。72 、斜探頭K值 依據(jù)：工件厚度(hud)、檢測對象、缺陷類型

47、厚工件大K值 薄工件小K值 缺陷方向主聲束垂直于缺陷主平面 焊縫主聲束能掃查到整個焊縫截面 單面焊未焊透考慮端角反射，取 （K=0.7-1.5) 3、耦合與補(bǔ)償?shù)?2頁/共121頁第七十二頁，共122頁。73 、耦合超聲波在探測面上的聲強(qiáng)透射率。 、耦合劑在探頭和工件表面之間施加的一層透聲介質(zhì)。 、耦合劑的要求：能潤濕探頭和工件表面，流動性和粘度附著力適當(dāng)，易于清洗；聲阻抗高，透聲性好；來源廣，價格便宜；對工件無腐蝕，無污染，對人體無害(w hi)；性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長期保存。 第73頁/共121頁第七十三頁，共122頁。74 、常用耦合劑：機(jī)油、變壓器油、水、水玻璃、甘油、化學(xué)漿糊、纖維

48、素 、影響聲耦合的因素(yn s) 耦合劑 耦合層厚度：厚度為/2的整數(shù)倍或很薄時，透聲效果好。 耦合劑聲阻抗：聲阻抗大，透聲效果好，聲阻抗小，耦合效果差。 工件表面狀態(tài)的影響 表面粗糙度；表面粗糙度大，耦合效果差。一般要求6.3m。 工件表面形狀：平面最好，凸面次之，凹面最差。曲面工件，曲率越大，耦合效果越差。第74頁/共121頁第七十四頁，共122頁。754、探傷儀的調(diào)節(jié) 、掃描速度調(diào)節(jié) 目的：使探傷儀掃描線水平刻度值 與超聲波在工件中的實際聲程成一定比例關(guān)系，以便在規(guī)定的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)缺陷并對其定位(dngwi)。 方法：利用試塊或工件中兩個距離不同的反射體的反射波信號，用儀器“探測范圍”、

49、“深度微調(diào)”、“延遲”或“水平”旋鈕把二反射波前沿調(diào)到水平刻度相應(yīng)位置。（包括掃描速度調(diào)節(jié)和零點校準(zhǔn)第75頁/共121頁第七十五頁，共122頁。76 橫波探傷掃描速度調(diào)節(jié) 聲程法 CSKIA、 IIW2試塊、半圓試塊 水平法 CSKIA R50和R100聲程對應(yīng)的水平距離(jl) 深度法 CSKIAR50和R100聲程對應(yīng)的深度第76頁/共121頁第七十六頁，共122頁。77 、探傷靈敏度調(diào)節(jié) 探傷靈敏度：指在確定的聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力?；鶞?zhǔn)靈敏度：一般指記錄靈敏度，用于缺陷定量和等級評定。掃查靈敏度：指實際檢測靈敏度，不低于基準(zhǔn)靈敏度。目的(md)：發(fā)現(xiàn)工件中規(guī)定大小缺陷并對缺陷

50、定量。 內(nèi)容：用儀器“發(fā)射強(qiáng)度”、“增益”和“衰減器”等旋鈕把最大探測聲程上規(guī)定反射體的反射波調(diào)到熒光屏基準(zhǔn)高度。第77頁/共121頁第七十七頁，共122頁。78 、常用方法： 試塊法、底波計算法 、試塊法：方法：將探頭置于試塊上，移動探頭，找到人工反射體最大回波，用衰減器把回波調(diào)至基準(zhǔn)(jzhn)高（一般為熒光屏高度80%）。優(yōu)點：操作簡單，直觀。缺點：需要大量試塊 需考慮耦合補(bǔ) 償和衰減補(bǔ)償適用場合：主要用于厚度小于3N的鍛件。第78頁/共121頁第七十八頁，共122頁。79 底波計算法：（x3N） 理論依據(jù)：規(guī)則反射體回波聲壓理論 方法： a.計算底波與同聲程平底孔波幅分貝差： 平行(p

51、ngxng)底面工件和實心圓柱體 空心圓柱體 “+”外壁探測 “-”內(nèi)壁探測第79頁/共121頁第七十九頁，共122頁。80b.b.把底波調(diào)至熒光基準(zhǔn)線，用衰減把底波調(diào)至熒光基準(zhǔn)線，用衰減器把靈敏度提高器把靈敏度提高dBdB。優(yōu)點：優(yōu)點：可省去大量試塊可省去大量試塊可不考慮耦合補(bǔ)償和衰減補(bǔ)償可不考慮耦合補(bǔ)償和衰減補(bǔ)償適用場合：適用場合：主要用于厚度主要用于厚度3N3N且且底面與探測面平行底面與探測面平行底面平滑底面平滑(pnghu)(pnghu)光潔，不與吸光潔，不與吸聲物質(zhì)接觸的工件或具有圓柱曲底聲物質(zhì)接觸的工件或具有圓柱曲底面的工件面的工件 第80頁/共121頁第八十頁，共122頁。81

52、I (p158-42)例題：用2.5P20Z直探頭(tn tu)對厚度為400mm的餅形鍛件進(jìn)行軸向縱波探傷。已知鋼中=5900mm/s。如何用底波法調(diào)節(jié)400/2探傷靈敏度？ 解： 將探頭(tn tu)置于工件圓柱面完好部位，將底面一次回波B1調(diào)至熒光屏高度的80%，再用衰減器將靈敏度提高43.5dB.第81頁/共121頁第八十一頁，共122頁。82 5、缺陷位置測定 、橫波探傷缺陷定位 水平定位法 從水平刻度讀出水平距離值，計算( j sun)缺陷的深度值。 a.一次波法 b.二次波法 第82頁/共121頁第八十二頁，共122頁。83 (491) (491)例題例題(lt)(lt)：用：用

53、2.5P102.5P1012K212K2探頭檢測厚探頭檢測厚25mm25mm鋼板對接焊縫，掃描線按水平鋼板對接焊縫，掃描線按水平1 1：1 1調(diào)節(jié)。探傷時在水平刻度調(diào)節(jié)。探傷時在水平刻度64mm64mm處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，計算該缺陷的深度。計算該缺陷的深度。 解：缺陷位于二次波位，解：缺陷位于二次波位， L=64 mm L=64 mm， 第83頁/共121頁第八十三頁，共122頁。84 深度定位法 從水平刻度讀出深度值，計算缺陷(quxin)水平距離。讀出的是指示深度d,計算l和d。 a.一次波法 b.二次波法 第84頁/共121頁第八十四頁，共122頁。85 (490) (490

54、)例題例題1 1：用：用5P1012K25P1012K2斜探頭檢驗斜探頭檢驗板厚板厚T=25mmT=25mm的鋼對接焊縫，掃描按深度的鋼對接焊縫，掃描按深度(shnd)21(shnd)21調(diào)節(jié)。探傷時在水平刻度調(diào)節(jié)。探傷時在水平刻度70mm70mm處發(fā)現(xiàn)缺陷波一個，求此缺陷的深度處發(fā)現(xiàn)缺陷波一個，求此缺陷的深度(shnd)(shnd)和水平距離。和水平距離。 解：解：第85頁/共121頁第八十五頁，共122頁。86 、圓筒周向橫波、圓筒周向橫波(hngb)探傷最大探傷最大探測壁厚探測壁厚第86頁/共121頁第八十六頁，共122頁。87 II(473) II(473) 例題例題(lt)(lt)：

55、采用：采用K2K2斜探頭，斜探頭，對外徑為對外徑為600mm600mm的鋼管作周向橫波探傷，能掃查的鋼管作周向橫波探傷，能掃查到的最大壁厚為多少到的最大壁厚為多少mmmm？ 解：解：第87頁/共121頁第八十七頁，共122頁。88 6 6、缺陷定量常用方法：、缺陷定量常用方法：當(dāng)量法當(dāng)量法底波高度法底波高度法測長法測長法 、當(dāng)量法、當(dāng)量法 含義：用與實際缺陷反射波幅相同的人工反含義：用與實際缺陷反射波幅相同的人工反射體尺寸射體尺寸(ch cun)(ch cun)表示的缺陷尺寸表示的缺陷尺寸(ch cun)(ch cun)。一般小于缺陷的實際尺寸一般小于缺陷的實際尺寸(ch cun)(ch cu

56、n)。 適用性：小于聲束截面尺寸適用性：小于聲束截面尺寸(ch cun)(ch cun)的缺的缺陷。陷。 方法：試塊比較法方法：試塊比較法 當(dāng)量計算法當(dāng)量計算法 AVG AVG法法第88頁/共121頁第八十八頁，共122頁。89 試塊比較法：試塊比較法： 方法：找到與缺陷聲程相同的人工反射體最大回波，調(diào)到基準(zhǔn)高度方法：找到與缺陷聲程相同的人工反射體最大回波，調(diào)到基準(zhǔn)高度(god)(god)；找到缺陷反射波最大高度；找到缺陷反射波最大高度(god)(god)，與基準(zhǔn)波高相比較。，與基準(zhǔn)波高相比較。 優(yōu)點：操作簡單，直觀易懂。優(yōu)點：操作簡單，直觀易懂。 缺點：需大量試塊；需考慮材質(zhì)衰減和耦合損耗補(bǔ)

57、償缺點：需大量試塊；需考慮材質(zhì)衰減和耦合損耗補(bǔ)償 當(dāng)量計算法：當(dāng)量計算法： a. a.平行底面工件和實心圓柱體平行底面工件和實心圓柱體 第89頁/共121頁第八十九頁，共122頁。90 b、空心圓柱體、空心圓柱體 “+”外壁探測外壁探測 “-”內(nèi)壁內(nèi)壁探測探測 c.利用缺陷利用缺陷(quxin)與平底孔與平底孔回波的分貝差，用下式計算：回波的分貝差，用下式計算： 第90頁/共121頁第九十頁，共122頁。91 AVGAVG法：法： a. a.計算計算(j sun)(j sun)： b. b.計算計算(j sun)N(j sun)N： c. c.計算計算(j sun)A(j sun)A： d.

58、d.由由 在曲線圖上查得在曲線圖上查得G G e. e.計算計算(j sun)(j sun)：=GD=GD第91頁/共121頁第九十一頁，共122頁。92 、測長法：、測長法： 含義：根據(jù)缺陷波幅變化和探頭移動距含義：根據(jù)缺陷波幅變化和探頭移動距離確定缺陷長度，稱為缺陷指示長度。離確定缺陷長度，稱為缺陷指示長度。 適用性：尺寸大于聲束截面尺寸的缺陷。適用性：尺寸大于聲束截面尺寸的缺陷。 方法：方法：相對相對(xingdu)(xingdu)靈敏度測長法靈敏度測長法6dB6dB法法端點端點6dB6dB法法絕對靈敏度測長法絕對靈敏度測長法端點峰值法端點峰值法第92頁/共121頁第九十二頁，共122頁

59、。93 相對靈敏度測長法相對靈敏度測長法 含義：以缺陷最大回波為基準(zhǔn)，移動含義：以缺陷最大回波為基準(zhǔn)，移動探頭探頭(tn tu)(tn tu)，使缺陷回波高度降低一，使缺陷回波高度降低一定幅度來確定缺陷長度定幅度來確定缺陷長度 方法：方法：3dB3dB法、法、 6dB 6dB法、法、10dB10dB法、法、 12dB12dB法、法、 20dB 20dB法等，常用的為法等，常用的為6dB6dB法。法。 a.6dB a.6dB法（半波高度法）：法（半波高度法）： 適用于缺陷波只有一個高點的情況。適用于缺陷波只有一個高點的情況。 b. b.端點端點6dB6dB法（端點半波高度法）法（端點半波高度法）

60、 適用于缺陷波有多個高點的情況。適用于缺陷波有多個高點的情況。第93頁/共121頁第九十三頁，共122頁。94 絕對靈敏度測長法：絕對靈敏度測長法： 含義：在儀器靈敏度一定的條件下，移動含義：在儀器靈敏度一定的條件下，移動探頭，使缺陷波幅降到規(guī)定高度確定缺陷長度。探頭，使缺陷波幅降到規(guī)定高度確定缺陷長度。 端點峰值端點峰值(fn zh)(fn zh)法：法： 含義：缺陷波有多個高點時，以缺陷兩端含義：缺陷波有多個高點時，以缺陷兩端最大反射波之間探頭移動的距離來確定的缺陷長最大反射波之間探頭移動的距離來確定的缺陷長度。度。 、底波高度法：、底波高度法： 含義：以缺陷波高與底面波高之比表示缺陷含義